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1、 . . 山 东 科 技 大 学 （泰山科技学院）毕 业 论 文 110KV变电站的设计 院 部 机电工程系 专业班级 电自动化（专本）111 届 次 2013届 学生姓名 学 号 1142210101 指导教师 二一三年六月一日装订线. . . 46 目 录摘 要IAbstractII绪 论 11 设计背景- 3 -2 变电站负荷计算和无功补偿的计算- 4 - 2.1 变电站的负荷计算- 4 - 2.1.1 负荷统计- 4 - 2.1.2 负荷计算- 5 - 2.2 无功补偿的目的- 6 - 2.3 无功补偿的计算- 6 -3 主变压器台数和容量的选择- 8 -3.1 变压器的选择原则.83
2、.2 变压器台数的选择原则.8 3.3 变压器容量的选择- 8 -4 主接线方案的确定- 10 - 4.1 主接线的基本要求- 10 - 4.1.1 安全性- 10 - 4.1.2 可靠性- 10 - 4.1.3 灵活性- 10 - 4.1.4 经济性- 11 - 4.2 主接线的方案与分析- 11 - 4.2.1 单母线- 11 - 4.2.2 单母线分段接线- 12 - 4.2.3 电气主接线的确定- 12 -5 短路电流的计算- 14 - 5.1 绘制计算电路- 14 - 5.2 短路电流计算- 15 -6 高压配电系统的设计- 18 - 6.1 高压侧进线线路的选择- 18 - 6.2
3、 高压配电线路布线方案的选择- 18 - 6.2.1 放射式- 18 - 6.2.2 树干式- 19 - 6.2.3 环式- 19 - 6.3 高压侧配电系统设备- 19 - 6.3.1 高压断路器的选择- 19 - 6.3.2 高压隔离开关的选择- 20 - 6.3.3 高压熔断器的选择- 22 -7 低压配电系统设计- 23 - 7.1 变电站配电线路的布线方案- 23 - 7.2 母线、配电设备及保护设备的选择- 24 - 7.2.1 10KV母线选择- 24 - 7.2.2 配电设备及保护设备的选择- 25 - 7.3 变电站用电及照明- 28 -8 变电站二次回路方案的确定- 29
4、- 8.1 二次回路的定义和分类- 29 - 8.2 二次回路的操作电源- 29 - 8.3 二次回路的接线要求- 30 - 8.4 电气测量仪表及测量回路- 30 - 8.5 短路器的控制和信号回路- 31 - 8.6 自动装置- 32 - 8.7 绝缘监视装置- 33 - 8.8 继电保护的选择与整定- 35 - 8.8.1 继电保护的装置选择与整定- 35 -9 防雷与接地方案的设计- 42 - 9.1.1 直击雷保护- 42 - 9.1.2 侵入波保护- 42 - 9.2 接地装置的设计- 42 -结论- 44 -参考文献45致谢46摘 要变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电气设备
5、及配电网络按一定的接线方式所构成，它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。本次变电站的初步设计包括了，总体方案的确定，负荷分析及计算，变压器台数和容量的选择，主接线方案的确定，短路电流的计算，输电系统设计，高低压配电系统的设计，高低压电气设备的选择，继电保护的选择与整定，防雷与接地保护设计等内容。其中主变压器的选择与主接线的设计是本次论文重点内容。关键词：变电站；输电系统；配电系统；电气设备Abstract Substation is an important component of the power syste
6、m by the electrical equipment and distribution networks of wiring, electrical energy from the power system through its transformation, distribution, transmission and protection, and electricity safety, reliability and economical transportation to the transfer of electrical equipment located place. T
7、he preliminary design of the substation, including the determination of the overall program, load analysis and calculations, transformer station number and choice of capacity, the main wiring scheme for the calculation of short circuit current, the transmission system design, low-voltage distributio
8、n system design, high choice of low-voltage electrical equipment, the choice of relay and tuning, lightning protection and grounding protection design content. Which the choice of the main transformer and the main wiring design is the focus of this paper.Keywords: Transformer substation ；Transmissio
9、n system ；Distribution system； Electrical equipment 绪 论众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，也易于转换为其它形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息技术和其它高新技术无一不是建立在电能应用的基础之上的。电能在现代工业生产及整个国民经济生活中各个领域应用极为广泛。变配电所是电力系统中最为关键的一环。变电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后配电的任务。配电所担负着从电力系统受电，然后直接配电的任务。车间变电所主要用于负荷大
10、而集中、设备布置比较稳定的大型生厂房内。车间变电所一般位于车间的负荷中心，可以降低电能损耗和有色金属的消耗量，并能减少输电线路上的电压损耗，可以保证供电的质量。因此，对这种车间变电所的设计技术经济指标要求比较高。110KV变电站从六十年代开始逐渐走入普通地级市，由于当时负荷水平低，电力建设投资少，城市电网结构简单。进入八十年代以来，我国经济进入前所未有的告诉发展阶段。这段时期建设的110KV变电站110KV电气设备多采用常规设备 敞开式布置，变电站主接线较为复杂，例如为单母线分段带旁路，电气设备为多油或少油设备，主变容量大多选择31.5MVA或40MVA。进入九十年代中期，供电紧张的情况得到好
11、转，电网设计和建设越来越强调供电可靠性。人们开始把注意力转向性能好、质量高、检修周期长或多年不需检修等特点的电气设备。实施“四遥”功能，实现变电站无人值班已成为可能。由于采用了先进可靠地设备，这段时期建设的110KV变电站主接线较为简洁，除主变外110KV电气设备多采用户内布置的形式，主变容量多为40MVA或50MVA，开关设备为无忧设备，变电站具备无人值班的功能。变配电所是工厂供电系统的枢纽，在工厂里占有特殊重要的地位，因而设计一个合理的变电所对于整个工厂供电的可靠、经济运行至关重要。本设计是从工程的角度出发，按照变电所设计的基本要求，本着安全、可靠、优质、经济的原则，综合地考虑各个方面的要
12、素，对供电系统进行合理布局，在满足各项技术要求的前提下，兼顾运行方便、维护简单，并尽可能地节省投资。1 设计背景某省A市青阳镇现有110KV变电站（青阳站）一座，向全镇范围内供电。青阳站共有主变2台，容量为40MVA，现有110KV线路2回，分别来自110KV梅岭变电站和罗山变电站。目前青阳站的最大负荷为3.88万千瓦，到2012年，青阳镇的用电量将达2.27亿千瓦时，最大负荷达4.53万千瓦。随着工业的发展与工业区的开发，对电力电量的需求也相应的增加，预计到2015年，全镇用电量将达3.08亿千瓦时，最大负荷达6.16万千瓦；2020年，用电量将达到5.73亿千瓦时，最大负荷达到11.46万
13、千瓦。由此分析，仅靠目前青阳镇仅有的一个110KV变电站是远远不够满足负荷增长需求的。若按照城市电网规划设计导则的要求，主变容量按1.82.1来计算，2015年共需要110KV主变容量约111129兆伏安，而目前青阳站主变容量只有80MVA，还需要增加3149MVA。为满足用电负荷增长的需要到2015年建设新的110KV变电站是十分必要的。而且青阳镇现有的10KV线路大部分是放射形网，无法形成合理的环网和分段，结构比较单一和薄弱，供电可靠性差。加上部分线路供电半径大、用户多、负荷重，线路压降过高，供电质量差，但城南变电站建成后可承担青阳镇南部的用电负荷，释放大冲站的供电能力，提高青阳镇的供电可靠性、改善电能质量和降低网损。并且，城南站建成后，可以与大冲站的10KV形成环网，有效的提高负荷转移能力，从而进一步提高供电可靠性。综上所述，为了青阳镇经济社会的可持续发展，新建110KV城南变电站是电源合理分布点，改善10KV配电网络结构，满足新增用电需要的必要措施。2 变电站负荷计算和无功补偿的计算2.1 变电站的负荷计算2.1.1 负荷统计 青阳镇的用电负荷统计如下表：表21用电负荷统计（单位：千瓦）用电单位负荷统计（KW）负荷类别市政府1650I医院750I
